2021年08月11日发布 | 1506阅读

​神外历史上的今天|“高处不胜寒”的脊髓反射定义者

李艺玮

达人收藏

1857年8月11日,164年前的今天,英国内科医生、生理学家和早期神经学家马歇尔·霍尔(Marshall Hall)逝世,享年67岁。在医疗并不发达的19世纪,他提出的脊髓介导的反射弧理论、溺水者的复苏方法以及他对毛细血管功能的阐述,为人们揭开了人类神经反射和生理机制的厚重幕布。



1790年2月18日,马歇尔·霍尔诞生于英国诺丁汉郊外的巴斯福德小镇。他的父亲罗伯特·霍尔是那里的一个棉花制造商,也是第一个使用“氯”对棉花进行漂白的人;马歇尔和他的弟弟塞缪尔都继承了父亲的智慧,后者最终成为了一位著名的发明家(蒸汽锅炉表面凝结器的发明者,拥有20多项相关专利),而马歇尔则在生理学发展史上留下了不朽的伟绩。


马歇尔14岁时,开始在当地一家药店里做学徒,在日复一日与各种试剂、药品和化学器材打交道的过程中,他逐渐培养出了科研工作者必不可少的细致、耐心和对真知的渴求。1809年,马歇尔考入了当时引领欧洲学术发展的爱丁堡大学医学院。曾经在药店作坊里做过无数次药品调配的他,在做实验时,凭借比同龄人对药剂的更多深入了解以及无可比拟的动手操作能力,颇受老师们的青睐,并且在医学研究方面也有着同样出色的表现。1811年,马歇尔被选为皇家医学会的高级成员;次年,他又获得了爱丁堡大学的医学博士学位,并立即被任命为爱丁堡皇家医院的住院医生。



1814年,马歇尔离开爱丁堡皇家医院,前往巴黎、哥廷根和柏林等地进修。1817年,他回到家乡,在一家全科诊所工作,并广受当地民众的推崇,逐渐声名远播。当时,许多人还在采用放血、水蛭吸血等原始而危险的手段作为许多疾病的首选治疗,马歇尔对这些愚昧疗法的泛滥和人们对这些手段不加区别的使用进行了批评,这使他更加引人瞩目。1824年,他发表了一篇名为《失血的影响》(The effect of blood loss)的论著,其中毫不留情地批判了放血疗法。这篇文章中的观点彻底改变了当代的临床治疗,并使他受到了国际上的关注和尊重,当然,也引来了仍然追捧这些古老疗法的人们的嫉恨。


1825年,马歇尔被任命为诺丁汉总医院(Nottingham General Hospital)的内科医生,他的勤奋和天赋得到了回报。但在诺丁汉总医院工作了不到12个月,他想在医学领域开辟新天地的雄心壮志驱使他来到了伦敦。在许多次临床实践中,他有了更多的新发现,其中就包括患者们的挤压伤、创伤性休克和“反射”。


关于“反射”


反射这一概念是法国哲学家和自然科学家勒内·笛卡尔(René Descartes)提出来的。笛卡尔认为,动物机体的每一种活动,都是对外界剌激的必然反应,而这些反应,是通过神经系统实现的。这种反应就叫反射。



不仅如此,笛卡尔在1662年的著作《智人论》(Tractatus Homine)中还提出了“身心二元论”的概念,断言人类的这些“自发行为”独立于灵魂而发生。1763年,罗伯特·怀特(Robert Whytt)的实验表明,身体不同部位之间的连接需要脊髓,这在他对拉伸反射的描述中得到了清楚的说明。


尽管如此,直到19世纪早期,人们还是普遍相信脊髓和大脑都是人类的心灵功能或灵魂,反射行为也被认为是神留在人们生命中的一种告诫的表现。

马歇尔为这个意外发现的研究方向深深着迷,他开始围绕着这个不知名的生理机制展开艰苦的研究工作。白天,他要为许多人们看诊,晚上回到家,还要在自己家中的实验室里对青蛙、蜥蜴、鳗鱼、蛇和乌龟进行实验。除了观察这些小动物的毛细血管循环,马歇尔还从它们的“自发动作”中有了新的重要发现,他在观察记录中提到:“我无意中观察到了一个显著的现象——蝾螈被分离的尾巴被手术刀的尖端激活了,它在继续摆动……我认为自然界中不可能存在这种没有任何生理机制的现象,我需要继续研究这个问题。”


这个发现成为他一生对神经系统反射活动的无止境探索的根源。他一头扎进了这个庞大的迷宫里,每天晚上,他都在不知疲倦地反复做实验,在早晨和回家的路上,他又在他的马车上整理和回顾实验结果。马歇尔在1850年曾提到,他“花了近25000个小时,只为解开这个迷宫。”


在几个物种上进行了无数次实验后,1831年,他发表了《关于毛细血管血液循环的实验论文》(Experimental Essay on the Circulation of the Blood in the Capillary Vessels)。在这篇论文中,他第一次证明了毛细血管是动脉和静脉之间的中间通道,并使血液与生物组织接触。1833年,马歇尔发表了世界上第一篇关于脊柱反射功能和反射弧的经典论文《关于延髓和脊髓的反射功能》(On the Reflex Function of the Medulla Oblongata and the Medulla Spinalis)。这篇论文可谓是他的巅峰之作,他在文中提出“大脑是自主运动的来源”、“延髓控制着呼吸运动的”和“脊髓是反射功能的中间枢”三点重要的生理机制。在这篇论文中,他深刻地描述了反射活动的机制:“在移除大脑和延髓、使实验对象停止自主呼吸后,还有另外一种活动存在。这种活动依赖于脊髓,当脊髓被移除时,它就会自行停止;但在脊髓仍然完整的情况下,它的强度不会受到影响。”这种能够对刺激产生反应的肌肉运动既不是所谓的“自发运动”,也不是因刺激而直接产生的;相反,它需要通过施加适当的刺激后才能产生,这些刺激也并非立即作用于肌肉或神经肌肉纤维,而是作用于某些膜性结构,通过这些结构,兴奋被传递至延髓,并被再次传送到远离髓质的部分。1837年,他再次发表了《关于真脊髓骨髓》(On the True Spinal Marrow)和《神经兴奋运动系统》(The Excito-motor System of Nerves)两篇论文,作为对反射机制研究的补充。在这两篇文章中,他指出,脊髓是由一系列神经元组成的,其中整合了感觉神经和运动神经。他还提出,脊髓所包含的一切结构在协调运动的产生中都是相互联系和相互作用的。



关于反射弧的实验无疑是马歇尔职业生涯中的一座里程碑,尽管由于时代所限,脊髓的精确解剖结构在他的有生之年未被详解,但他的观念让人们得以到达探索中枢神经系统奥秘的入口所在。在他初步揭开脊髓反射的秘密后,他在许多临床诊疗中应用了他的脊髓反射功能概念,并发展出一系列脊髓功能相关的疾病和生理表现定义,如脊髓横断、吞咽反射、瞳孔反射、偏瘫和共济失调等。他和助手一起记录了熟睡的婴儿和偏瘫患者均会出现的抓握反射,并敏锐地观察到一种“脊髓暂时丧失反射性活动能力而进入无反应状态”的现象,并将其命名为“脊椎休克”。这些现象中的许多都是当时的临床医生所熟悉的,但马歇尔的独特贡献在于他对它们进行了分析,并启动了大量实验来探索它们的基本病理生理学。


关于“脊髓休克”

  脊髓遭受严重创伤和病理损害时即可发生功能的暂时性完全抑制,临床表现以迟缓性瘫痪为特征,各种脊髓反射包括病理反射消失及二便功能均丧失。其全身性改变,主要可有低血压或心排出量降低,心动过缓,体温降低及呼吸功能障碍等。

■  脊髓休克在伤后立即发生,可持续数小时至数周。儿童一般持续3-4天,成人多为3-6周。脊髓损伤部位越低,其持续时间越短。如腰、骶段脊髓休克期一般小于24小时。

  出现球海绵体反射或肛门反射或足底跖反射是脊髓休克结束的标志。脊髓休克期结束后,如果损伤平面以下仍然无运动和感觉,说明是完全性脊髓损伤。



随着越来越多的脊髓反射的研究成果发表,马歇尔开始成为欧洲神经学和生理学领域的权威。在他的努力下,脊髓反射在欧洲大陆引起了极大的关注。然而在英国,他的论文多次被皇家学会拒之门外。尽管他孜孜不倦的着力于研究,作为医生的道德素养也受到被他细致照顾的患者的高度评价,但由于他常对过去的医学理念提出尖锐的批判意见,因此在英国医学界圈子里遭到了排斥和孤立。而法国和美国医学界的成员们,对马歇尔则抱有赞赏和鼓励的态度。据不完全统计,马歇尔有19本书和150多篇论文在欧洲国家重印。直到1841年,英国皇家医师学院才将他选为院士。
 
1857年8月11日,马歇尔因严重食道狭窄、溃疡及穿孔去世。放眼19世纪,他的研究成果和实验理念是首屈一指的,他也因此而置身于“高处不胜寒”的窘迫境地,长期不被同时代的人们所接纳。但即使是毁谤加身,他的成就也从未因此暗淡分毫。德国神经学家瓦尔特·里斯(Walther Riese)对马歇尔·霍尔给予了高度评价,他说:“是马歇尔·霍尔将反射的概念和术语引入了神经学。


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脊髓损伤相关的文章或课程

01

胡永珍:脊髓损伤的临床表现与诊断定位

02

2020脊髓损伤基础与临床研究6大进展

03

【宣武夜校】菅凤增:脊髓损伤后的保护与修复——临床转化思考


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